高温合金GH/NS

GH4742高温合金

材料：GH4742
交期：30天
描述：GH4742是Ni℃r℃o基沉淀硬化型变形高温合金，使用温度在800℃以下。合金在550℃~800℃范围内具有高的持久和蠕变强度、良好的综合性能，并具有较好的组织稳定性和耐蚀性能。适用于制作高应力下工作的涡轮盘、压气机盘、轴等高温承力零部件。主要产品有热轧和锻制棒材、圆饼和锻件等。
规格：板，棒，带，线，管，可定制

在线咨询

产品详情

GH4742高温合金

1合金介绍（网站里有联系方式，可以直接添加微信13472787990，让了解更加透彻）

1.1概述
GH4742是Ni℃r℃o基沉淀硬化型变形高温合金，使用温度在800℃以下。合金在550℃~800℃范围内具有高的持久和蠕变强度、良好的综合性能，并具有较好的组织稳定性和耐蚀性能。适用于制作高应力下工作的涡轮盘、压气机盘、轴等高温承力零部件。主要产品有热轧和锻制棒材、圆饼和锻件等。
1.2应用概况及特性
合金已广泛用于制造航空、航天发动机，以及船舶燃机高温承力零部件，如高压压气机盘、涡轮盘、封严篦齿盘以及承力环和紧固件等。
合金在800℃以下具有良好的抗氧化性能，在全天候条件下具有良好的耐腐蚀性能。
1.3材料牌号
GH4742(GH742)。
1.4相近牌号
略

1.5材料技术标准

GB/T14992高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号
辽新6-0026航天GH742合金涡轮盘锻件技术条件
Q/GYB05012 GH4742合金热轧和锻制棒材标准
Q/GYB05022 GH4742合金锻制圆饼标准
Q/GYB05026 GH4742合金模锻件标准
1.6熔炼工艺
采用真空感应炉+真空电弧重熔、或真空感应炉+真空自耗重熔、或等离子电弧炉+真空电弧重熔、或真空感应炉+电子束重熔熔炼工艺。
1.7化学成分
摘自GB/T14992,杂质元素分析有区别的摘自辽新6-0026,见表1-1。

元素	C	Cr	Ni	Co	Mo	Al	Ti	Fe
质量分数/%	0.04~0.08	13.0~15.0	余	9.00~11.00	4.50~5.50	2.40~2.80	2.40~2.80	≤1.00
元素	Nb	B	Ce	La	Mn	Si	P	S
质量分数/%	2.40~2.80	≤0.010	≤0.010	≤0.100	≤0.40	≤0.30	≤0.015	≤0.010
注：辽新6-0026规定：残留元素ω(V)和ω(W)各不超过0.2%,ω(Cu)不超过0.07%。

表1-1
1.8热处理制度
摘自辽新6-0026,Q/GYB05012、Q/GYB05022和Q/GYB05026,标准热处理制度有两种：
制度1：(1090~1120)℃*8h/AC+85℃±10℃*6h/AC+780℃±10℃*(10~16)h/AC,适用于较高温度下使用的零部件；
制度2：1080℃±10℃*8h/AC+780℃±10℃*16h/AC,适用于较低温度下使用并要求有较高强度的零部件。
1.9品种规格与供应状态
摘自辽新6-0026,Q/GYB05012,Q/GYB05022和Q/GYB05026。
1.9.1主要规格
D≤300mm棒材；各种规格锻制圆饼和模锻件。
1.9.2供应状态
棒材、盘锻件一般不经热处理供应。

2物理、弹性和化学性能
2.1熔化温度范围
2.2相变点
2.3热导率（表2-1）

θ/℃	25	150	300	400	500
λ/[W/(m· ℃)]	8.5	10.2	12.7	14.2	16.0
θ/℃	600	700	800	900	~
λ/[W/(m· ℃)]	17.8	19.8	21.6	23.6	~

表2
2.4电阻率
2.5热扩散率
2.6比热容（表2-2）
2.7线膨胀系数（表2-3）

θ/℃	100	200	300	400	500
c/[J/(kg·℃)]	431	457	483	508	534
θ/℃	600	700	800	900	~
c/[J/(kg·℃)]	560	586	611	638	~

2.8密度8.23
2.9磁性能
合金无磁性。
2.10弹性性能（表2-4）
2.11化学性能
2.11.1抗氧化性能
合金在800℃以下具有良好的抗氧化性能。
2.11.2耐腐蚀性能
合金在全天候条件下具有良好的耐腐蚀性能。
表2-4[4]

取样		在以下温度，E/GPa
取样		200℃	600℃	650℃	750℃
圆饼锻件	制度1	201	~	180	172
圆饼锻件	制度2	196	170	162	~

3力学性能 3.1供货技术标准

3.1.1技术标准规定的性能（表3-1和表3-2）
表3-1

标准号	品种	锻件用途	热处理	室温性能
标准号	品种	锻件用途	热处理	σb/MPa	σp0.2	δ5/%	ψ/%	ak/j	HBS
辽新6-0026 Q/GYB05012 Q/GYB05026 Q/GYB5022	热轧（锻）棒模锻件锻制圆饼	宇航	制度I或2	≥1210	≥755	≥13	≥14	≥23	375~302
Q/GYB05026	模锻件	船舶燃机	制度I或2	≥1275	≥804	≥13	≥14	≥23	375~302

表3-2

标准号	品种	锻件用途	方案	热处理	θ/℃	持久性能
						σ/MPa	τ/h
辽新6-0026 Q/GYB05012 Q/GYB05026 Q/GYB5022	热轧（锻）棒模锻件锻制圆饼	宇航	1	制度1	650	804	≥100
			2	制度2		814	≥100
			3	制度1或2		834	≥50
			4	制度1	750	510	≥100
			5	制度2		539	≥50
Q/GYB05026	模锻件	船舶燃机	-	制度1或2	650	823	≥50
注：1.当按3和5方案进行的持久试验结果不合格时，应按1、2和4的方案重新试验（仍作为初次试验）。允许不按3和5的方案进行重复试验。 2,按制度2处理时，允许进行700℃±10℃* 16h/AC补充时效。

时效 θ/℃	二次固溶冷却方式	经以下时效时间，室温HRC
时效 θ/℃	二次固溶冷却方式	0	lh	2h	3h	4h	5h
850	AC	28	36	36	35	35	一
850	WQ	18	38	37	37	37	~
730	AC	28	40	41	42	43	44
730	WQ	18	41	42	43	44	46

3.2.3压缩性能
3.2.4扭转性能
3.2.5剪切性能
3.2.6拉伸性能
3.2.6.1圆饼锻件经不同熔炼工艺，不同温度的拉伸性能见表3-6；经不同热处理，不同温度的拉伸性能分别见表3-7和表3-8。
3.2.6.2合金经不同热处理或长期时效，室温拉伸性能分别见表3-9和表3-10。
表3-6

取样	热处理	熔炼工艺	θ/℃	σb/MPa	σp0.2	δ5/%	ψ/%
圆饼锻件弦向	1150℃8h/AC +1050℃4h/AC +730℃*32H/AC	A	700	1070	820	12.5	18.5
		B		1100	800	14.0	20.2
		C		1100	830	12.7	17.8
		A	750	950	760	14.2	29.0
		B		1000	780	16.0	29.3
		C		1050	770	14.7	25.5
		A	800	790	650	18.0	34.3
		B		840	670	20.2	33.5
		C		820	650	17.8	30.5
		A	850	690	600	25.0	38.2
		B		700	630	24.7	36.4
		C		690	610	30.3	34.4
注：A：真空感应炉+真空电弧重熔；B：等离子电孤炉+真空电弧重熔；C：真空感应炉+电子束重熔。

表3-7

取样/mm	θ/℃	σb/MPa	σp0.2	δ5/%	ψ/%
D200 圆饼锻件弦向制度1	20	1206~1294	755~814	13~17	14~19
	650	1128~1177	686~735	11~13	12~14

	750	932~1000	686~735	13~20	13~20

	800	785~843	677~735	12~19	12~19
D200圆饼锻件弦向制度2	20	1206~1314	813~882	13~21	14~25
	650	1226~1275	785~853	20~22	21~22

	750	1265~1344	824~873	16~19	17~20

	800	1157~1255	775~883	18~21	21~23

表3-8

取样	θ/℃	σb/MPa	σp0.2	δ5/%	ψ/%
圆饼锻件弦向 115008h/AC +850℃8h/AC+780℃32h/AC	20	1230	770	13	14

	650	1150	700	11	12

	700	1070	800	13	19

	750	950	760	14	29

	800	800	690	18	34

	850	680	600	25	38

表3-9

热处理	室温拉伸
热处理	σb/MPa	σp0.2	δ5/%	ψ/%
1150℃*8h/AC	1195	760	27	29
1150℃*4h/AC	1330	855	22	32
1150℃8h/AC4-1150℃4h/AC	1250	730	25	27
1150℃8h/AC+1150℃4h/AC+850℃*8h/AC	1385	970	18	24
1100℃*8h/AC	1310	820	31	31
1100℃8h/AC+850℃8h/AC	1390	885	17	22
1100℃8h/AC+850C8h/AC+780C16h/AC	1425	965	19	18

表3-10

时效规范		室温拉伸				时效规范		室温拉伸
θ/℃	t/h	σb/MPa	σp0.2	δ5/%	ψ/%	θ/℃	t/h	σb/MPa	σp0.2	δ5/%	ψ/%
750	8	1250	850	24.2	24.3	850	216	1250	750	16.0	15.2
	64	1350	930	21.4	21.2	950	8	1200	650	53.6	40.7
	216	1350	940	17.6	18.8		64	1150	580	30.0	28.4
800	8	1300	860	22.0	22.5		216	1150	530	33.6	32.5
	64	1350	890	18.0	18.3	1000	8	1050	570	44.1	40.2
	216	1250	830	15.2	17.8		64	1050	550	30.6	35.4
850	8	1300	840	23.6	26.8		216	1000	470	25.2	36.2
850	64	1300	800	18.0	19.0	注：试样经标准热处理+时效处理

3.3持久和蠕变性能

3.3.1持久性能
3.3.1.1圆饼锻件经不同热处理，不同温度和时间的持久极限见表3-11。
1.2圆饼锻件经不同冶炼工艺，650℃持久极限见表3-12。
1.3圆饼锻件不同温度的持久应力-寿命曲线见图3-1；经不同冶炼工艺，750℃和800℃的持久应力-寿命曲线见图3-2。
1.4圆饼锻件经不同冶炼工艺，不同温度的持久性能见表3-13。
表3-11

取样	热处理	θ/℃	σth/MPa
取样	热处理	θ/℃	σ100	σ500	σ1000	σ5000
圆饼锻件弦向	制度I	650	814~873	755~794	721~765	647~686	>1.1
		750	510~530	407~451	373~417	294~338	>1.1
		800	329~373	250~289	-	-	>1.1
	制度2	550	1030~1089	961~1020	932~986	863~917	>1.1
		600	897~956	824~883	794~853	721~780	>1.1
		650	814~824	691~750	657~721	588~647	>1.1
	1150℃8h/AC+1050℃8h/AC+730℃*32h/AC	650	840	780	740	680	-
		750	530	430	400	320	-
		800	340	300	280	230	-
①缺口半径r=0.15mm,K=3.75。

表3-12

取样	热处理	熔炼工艺	σth/MPa
取样	热处理	熔炼工艺	σ100	σ500	σ1000	σ5000	σ10000
圆饼锻件弦向	1150℃8h/AC +1050C4h/AC +850℃8h/AC +730℃32h/AC	A	810	740	710	660	630
		B	890	810	790	730	700
		C	880	800	780	710	680
注：A：真空感应炉+真空电弧重熔；B：等离子电弧炉+真空电弧重熔；C：真空感应炉十电子束重熔。

表3-13

取样	熔炼工艺	θ/℃	τ/h	δ5/%	ψ/%	τ/h	δ5/%	ψ/%
取样	熔炼工艺	θ/℃	σ=520MPa			σ=500MPa
圆饼锻件，弦向 1150℃* 8h/AC+1050℃* 4h/AC+850℃8h/AC+730℃32h/AC	A	750	103	11.2	12.0	120	11.2	7.2
	B		331	16.0	21.5	474	20.8	24.4
	C		140	20.0	25.8	202	20.6	28.4
取样	熔炼工艺	θ/℃	τ/h	δ5/%	ψ/%	τ/h	δ5/%	ψ/%
取样	熔炼工艺	θ/℃	σ=350MPa			σ=300MPa
圆饼锻件，弦向 1150℃8h/AC+1050℃4h/AC+850℃8h/AC+730℃32h/AC	A	800	108	6.0	7.7	596	6.0	7.6
	B		487	12.0	19.2	1410	10.8	15.6
	C		111.5	12.8	16.8	838	16.0	17.6
注：A：真空感应炉+真空电弧重熔；B：等离子电弧炉+真空电弧重熔；C：真空感应炉+电子束重熔。

3.3.2蠕变性能

3.3.2.1圆饼锻件经不同热处理，不同温度和时间的蠕变极限见表3-14。
表3-14

取样	热处理	θ/℃	εp/%	在以下时间，σ/MPa		εp/%	在以下时间，σ/MPa
取样	热处理	θ/℃	εp/%	lOOh	500h	εp/%	100h	500h
圆饼锻件弦向	制度1	650	0.2	735	676	0.5	775	716
		750		451	387		480	417
		800		284	700		-	-
	1150℃8h/AC+1050℃8h/AC+730℃*32h/AC	650		760	-		800	740
		750		480	390		500	440
		800		300	200		320	280

3.3.2.2圆饼锻件不同温度、产生0.2%和0.5%塑性应变的的蠕变应力-寿命曲线见图3-3

3.4疲劳性能
3.4.1高周疲劳
圆饼锻件经不同热处理，不同温度的旋
转弯曲光滑和缺口疲劳极限见表3-15。
3.4.2低周疲劳
模锻件经不同热处理，不同温度光滑和缺口低周疲劳极限（中值）见表3-16。
3.4.3特种疲劳
3.5裂纹扩展速率
3.6断裂韧度
3.7松弛性能
合金在不同温度拉伸试验时的应力松弛性能见表3-17。
表3-15

取样	热处理	θ/℃
取样	热处理	θ/℃
圆饼锻件弦向	制度1	20	294	~	118①	~
		650	353	333	137①	~
		750	304	275	137①	137①
	制度2	20	226	~	~	~
	制度2	650	343	304	226②	206②
①缺口半径r=0.5mm,Kt=2.33O ②缺口半径r=0.75mm,K,=l.89O

表3-16

取样	热处理	θ/℃
取样	热处理	θ/℃
模锻件弦向	制度1	20	1128	1029	~	~
		650	804	726	441①	382①
		750	785	735	402①	343①
	制度2	20	1128	1079	~	一
	制度2	650	785	726	412②	353②
①缺口半径厂=0.5mm，K=3.75。②缺口半径尸=0.25mm,K=3.35。
注：R=0。

表3-17

热处理	θ/℃		在下列时间试验后，残余应力
热处理	θ/℃		25h	50h	75h	100h	125h	150h
制度I	650	706	706	706	706	706	706	706
	750	706	510	490	481	471	461	461
	800	490	324	255	216	177	137	98

4工艺性能与要求
4.1成形工艺与性能
4.1.1合金的最大塑性温度范围为1000℃~1100℃,合金具有足够高塑性的上限温度为1130℃，铸锭和锻件在实际锻造中的最高加热温度不应超过1150℃,
4.1.2铸锭和锻件在锻造加热前应进行均匀化退火，制度为1140℃,4h~8h,然后根据不同情况以不同速度炉冷。铸锭应在压机上进行锻造开坯。变形后的坯料则可在压机或锻锤上进行热变形。坯料在单相区变形时工件加热温度为1140℃,变形温度范围为1120℃~1040℃,一火允许变形程度分别为50%（压机）和40%（锻锤）；在两相区变形时工件加热温度为1100℃+20℃,变形温度范围为1090℃~1020℃，一火允许变形程度分别为40%（压机）和35%（锻锤）。
4.1.3合金铸态试样的高温冲击韧性见图4-1；铸态冲击韧性的各向异性见图4-2。
4.1.4合金经不同熔炼工艺，铸态试样不同温度的拉伸和冲击性能曲线见图4-3。
4.1.5合金经电子束熔炼，以5m/min的速度（接近熔锻速度）进行冲击拉伸试验，冲击拉伸试验温度对试样头部（未变形）和工作部分平均晶粒度的影响见图4-4;冲击拉伸性能曲线见图4-5。
4.1.6合金经不同工艺熔炼，在1100℃~1200℃加热时的晶粒长大倾向见图4-6。
4.1.7合金经双真空熔炼，以不同的变形速度在不同温度下变形时的室温拉伸性能曲线见图4-7；平均晶粒度与变形速度的关系见图4-8。

4.2工艺性能
4.3焊接性能
4.4零件热处理工艺
4. 4.1零件热处理制度为：（1090~1120）℃*8h/AC（或压缩空气吹冷）+850±10℃* （4~8）h/AC+780℃±10℃*10h/AC。当获得较低的强度（σp0.2、σb、HBS）和热强性时，允许在780℃补充时效6h；为获得力学性能和热强性的最佳配合，推荐在确定固溶温度时要考虑到每一具体炉号的γ′相全溶温度。每个具体炉号的γ′相全溶温度可按其实际化学成分计算得出，某一具体炉号的γ′相全溶温度与该温度的最大可能值之间的偏差△可按下式计算:

γ′相全溶/℃	△/℃	固溶/℃
≤1095	<(-5)	1090±10
1096~1110	-5~+5	1100±10
>1110	>(+5)	1110±10

图4-4试验温度对试样头部(1)和工作部分(2)平均晶粒度的影响口时冲击拉伸变形速度为：5m/min电子束熔炼，锻造毛坯切向取样。

图4-3合金经不同熔炼工艺，不同温度的拉伸和冲击性能曲线用真空感应+真空电孤重熔；等离子电弧炉+真空电孤重熔；真空感应+电子束重熔；铸锭，切向取样。
4.4.2对于在550℃~600℃温度范围内工作的零件允许釆用下列制度热处理：1080℃±10℃* 8h/AC+780℃± 10℃*16h/AC。当获得较低的强度和热强性时，允许进行780℃±10℃*(8~16)h/AC,或700℃±10℃* (8~16)h/AC补充时效。
4.4.3对于在750℃~800℃温度范围内工作的零件允许釆用下列制度热处理：1130℃~1150℃* 8H/AC+1050℃±10℃*4h/AC+850℃±10℃*8h/AC。当获得较低强度和热强性时，建议进行750℃±10℃* 16H/AC补充时效。
图4-5合金的冲击拉伸性能曲线冲击拉伸变形速度为：5m/min电子束熔炼，锻造毛坯切向取样
图4-6-真空感应炉+真空电弧重熔；

图4-7合金经不同温度和变形速度，室温拉伸性能曲线旁数字单位为：m/min；经双真空熔炼,铸锭经拔长傲粗.弦向取样。
4.4.4为了消除机加工应力，必要时成品零件可在中性气氛或真空中于最终时效温度780℃或750℃±10℃退火6h~8h。退火后炉冷到200℃~250℃,然后空冷。
4.5表面处理工艺
4.6切削加工与磨削性能
无特殊要求。
5组织结构
5.1相变温度
γ′相的开始析岀温度为855℃±10℃,溶解温度为1040℃~1125℃[16]。
5.2时间-温度-组织转变曲线
5.2.1中限成分的合金在1120℃*8h均匀化后，γ′相析出的动力学曲线见图5-1；固溶体的等温转变C曲线见图5-2。
5.2.2/相质点长大的动力学曲线见图5-3,式中：d~矿质点平均直径，单位为nm；t--时间，单位为h；K--增长速度系数。
5.3典型组织
合金经固溶+时效后的组织除奥氏体外，还有γ′、MC、M6C、TiN和两种含La相。为Ni,(Ti、Al、Nb)型,s(γ′)约占合金35%~39%,组成为(ωt%)69Ni-2.4Cr-4.7Co-1.2Mo-3.1Nb-7.0Ti-12.0Al-0.1Fe-0.4Si；MC型碳化物的组成为(ωt%)(64~68)Nb-(15~17)Ti-(5~7)Mo；M6C型碳化物中则含Ni、Co、Mo、Cr、Nb、Ti等元素，碳化物的总量(体积分数)为0.9%~1.1%,TiN的数量(体积分数)为0.020%~0.029%。两种含La相，一种为Ni5 La型金属间化合物，其中部分Ni被2.6Co-1.5Cr-1.0Al置换，ω(Ni5La)为0.07%~0.13%；另一种为Ni(La,Ce)P磷化物，含有ω(La+Ce)61.3%-ω(P)13.2%,其余为ω(Ni)0.009%~0.019%。锻件经制度1处理，组织和析出相形貌见图5-4。
图5-2固溶体的等温转变C曲线⑴

参考文献

略。